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Trajectoires
vers l’objectif
« zéro
artificialisation
nette »
Éléments de
méthode
DECEMBRE 2019
Le Gouvernement a fixé un objectif de « zéro
artificialisation nette à terme » (Plan Biodiversité,
2018). Les trajectoires possibles vers cet objectif
restent à établir et à débattre au niveau local et
national. Ce Théma propose des premiers éléments
techniques de méthode pour essayer de construire de
telles trajectoires. Ceux-ci sont basés sur les résultats
de travaux en cours au CGDD relatifs aux liens entre
construction et artificialisation. Ils ont en outre
alimenté le rapport de France Stratégie sur
l’artificialisation publié en juillet [1].
QUATRE DIMENSIONS POUR DÉCRIRE LE LIEN
ENTRE CONSTRUCTION ET ARTIFICIALISATION
Comme l’illustre la figure 1, le secteur de la construction
joue un rôle déterminant dans les variations temporelles
des flux d’artificialisation – ici entendue comme la
consommation des espaces naturels, agricoles et
forestiers (ENAF). Plus spécifiquement le lien physique
entre les deux phénomènes peut être décomposé selon
quatre dimensions de la consommation d’ENAF :
•La construction en surface de plancher : soit
l’action de créer de nouvelles surfaces de
plancher (mesurée en m²) sur un ou plusieurs
niveaux d’un bâtiment ;
•Le renouvellement urbain : soit l’action de
construire en recyclant des ressources bâties ou
du foncier déjà artificialisé. A l’échelle d’une
commune, le taux de renouvellement urbain
mesure ainsi le ratio entre les surfaces de
plancher réalisées à l’intérieur de la « tache
urbaine » existante et la totalité des surfaces de
plancher commencées sur une année donnée.
Ce renouvellement s’accompagne
éventuellement d’une densification ;
•La densité du bâti : soit le rapport entre la
surface de plancher et la surface de la parcelle
d’implantation d’un bâtiment. À surface de
parcelle égale des mesures de densification sont
possibles, par exemple en augmentant le
nombre d’étages du bâtiment ou en
encourageant la division parcellaire ;
•La désartificialisation : notion qui entre dans le
calcul de l’artificialisation nette bien qu’elle ne
fasse pas encore l’objet d’une définition précise.
Dans la suite de cet article nous l’assimilerons à
l’action de renaturation de surfaces initialement
artificialisées.
Figure 1 – Construction et consommation d’ENAF de 1990 à 2016
Source : CGDD à partir de Bocquet [2] (d’après les fichiers fonciers) et
Eurostat
Afin de mieux comprendre comment ces quatre
dimensions peuvent jouer en faveur d’une consommation
plus sobre des espaces par le bâti il peut être utile de
s’inspirer du principe de la séquence « Éviter, Réduire,
T H É M A
Picto à
insérer Essentiel
Commissariat général au développement durable
Compenser » [3]. Celle-ci vise à distinguer et hiérarchiser
les actions de préservation des milieux naturels qui
peuvent être mises en place dans le cadre d’un projet
dommageable pour l’environnement.
La façon la plus évidente d’éviter la consommation
d’ENAF est de diminuer les constructions en surface de
plancher. De précédents travaux du CGDD ont mis au jour
plusieurs « gisements » d’économies mobilisables en ce
sens [4]. La rénovation des logements vacants comme la
revitalisation des centre-bourgs peuvent ainsi permettre de
réduire les besoins en construction neuves.
À surface de plancher construite égale, le renouvellement
urbain permet aussi d’éviter de dégrader des sols naturels
en recyclant et densifiant du foncier déjà artificialisé.
Lorsque ces mesures d’évitement sont impossibles
l’impact d’une construction artificialisante peut être réduit
en améliorant sa densité bâtie. En dernier recours, des
mesures de renaturation ou de restauration d’espaces
naturels peuvent être engagées pour compenser les
dégradations environnementales résiduelles d’une
opération.
Au-delà de la notion de consommation d’ENAF, des
mesures d’évitement et de réduction peuvent aussi
concourir à minimiser le niveau d’imperméabilisation d’un
sol par une construction [5]. Par exemple en privilégiant
des constructions ou aménagement légers (réversibles ou
démontables) comme cela est prévu par la loi ALUR.
DES DIMENSIONS VARIABLES DANS LE TEMPS ET
L’ESPACE
Surface de plancher commencée
L’activité du secteur de la construction est irrégulière dans
le temps (figure 2) : l’indice Eurostat de la construction
oscille entre 100 et 120 sur un cycle de 20 ans, et est
assez fortement corrélé au volume des surfaces de
plancher commencées.
Figure 2 – Evolution de la construction de 1990 à 2015
Source : CGDD à partir de l’INSEE (indice 100 en 2015)
Par ailleurs, la répartition des surfaces de plancher
commencées entre 2007 et 2015 sur le territoire est très
hétérogène. Elle est localisée de manière resserrée au
niveau des grandes agglomérations et des façades
méditerranéennes et atlantique (figure 3).
Figure 3 – Surface de plancher construite par commune entre 2007
et 2015 (m² de plancher)
Source : CGDD à partir de Sit@del2
Renouvellement urbain
Il n’existe pas de mesure officielle d’un indicateur de
renouvellement urbain en France. Toutefois, quelques
études proposent des méthodes pour le calculer à
diverses échelles. Poulhes et al. (2017) [6] montrent, par
exemple, que le taux de renouvellement urbain (basé sur
une typologie de la localisation des permis de construire
entre intérieur et extérieur de la tache urbaine) observé
dans les départements de métropole entre 2005 et 2013
est très variable, se situant entre 15 et 76 % (hors Paris). Il
est élevé en Île-de-France, dans les départements de l’Est
(frontières allemande et belge) et dans les départements
rhodaniens. Il se situe à 42 % en moyenne nationale.
Figure 4 - Taux de renouvellement urbain entre 2005 et 2013
Trajectoires vers l’objectif « zéro artificialisation nette », éléments de méthode
0
20
40
60
80
100
120
140
Evolution de l'indice de la construction et de la surface de plancher commencée
Surface de plancher commencée (km²)
Indice de la production dans la construction (%)
Source : Poulhes et al. , 2017
Densité bâtie
Si la densité bâtie des opérations de construction ne fait
pas non plus l’objet d’une mesure systématique, plusieurs
indicateurs indirects permettent de fournir des ordres de
grandeur. Le rapport entre les surfaces de plancher
commencées entre 2007 et 2015 et les terres
nouvellement artificialisées sur cette même période, pour
chaque commune est un proxy possible de la densité bâtie
des nouvelles constructions.
Figure 5 – Indicateur indirect de densité bâtie des nouvelles
constructions, par commune entre 2007 et 2015 (m² de plancher par
ha de terrain artificialisé)
Il apparaît ainsi (figure 5) que les constructions peu
denses se situent dans les territoires où l’activité de
construction est moins dynamique (cf. figure 2),
notamment dans le Centre et l’Ouest de l’hexagone. La
densité médiane est de près de 1 500 m² de plancher par
hectare artificialisé.
Renaturation
Bien qu’il existe plusieurs mécanismes de restauration des
ENAF, ils trouvent des origines légales variées. Par
conséquent il n’existe pas d’indicateur unifié qui permette
de mesurer précisément les surfaces renaturées. A titre
d’exemple, depuis la loi pour la préservation de la
nature de 1976, les impacts résiduels négatifs de certains
projets d’aménagement doivent être accompagnés de
mesures compensatoires : actions de réhabilitation, de
restauration ou de création de milieux. Cette loi a été
renforcée par la loi de reconquête de la biodiversité, de
la nature et des paysages (août 2016), qui a imposé la
gestion et la géolocalisation des mesures compensatoires.
C’est la vocation de la base de données GéoMCE du
CGDD, dont la version publique est accessible sur le
géoportail de l’IGN. La base GeoMCE référence plus de
3000 sites de compensation et peut donner une
information intéressante sur les efforts engagés. Elle
estime le stock actuel de ces surfaces à 30 000 hectares,
mais ce chiffre est à considérer avec prudence puisqu’il
décrit majoritairement des actions de restauration ou
conservation d’ENAF plus que de véritables renaturations
de sols artificialisés.
COMMENT MODÉLISER DES TRAJECTOIRES
D’ARTIFICIALISATION À PARTIR DE CES
DIMENSIONS ?
Une équation de flux pour les mettre en relation
Schématiquement les surfaces de plancher construites se
répartissent dans le territoire de la commune selon deux
modalités (voir figure 6). Soit elles se situent à l’intérieur
de la frontière de la ville dans une zone déjà urbanisée et
correspondent alors à du renouvellement urbain ; soit elles
ont lieu à l’extérieur de la frontière de la ville aux dépens
d’un espace naturel, et correspondent à de l’artificialisation
Trajectoires vers l’objectif « zéro artificialisation nette », éléments de méthode
Source : CGDD à partir de Sit@del 2 et Bocquet CEREMA
Source : CGDD
Figure 6 – Schéma du système dynamique construction / artificialisation
(par consommation d’ENAF). Lorsqu’elles sont
artificialisantes la consommation finale d’ENAF engendrée
par des opérations de construction dépend de la densité
bâtie de ces opérations. Finalement, l’artificialisation nette
est obtenue en retranchant les surfaces désartificialisées,
à ces surfaces nouvellement artificialisées.
La surface artificialisée par an peut être représentée par la
formule suivante inspirée des travaux du CEREMA [7] :
An = [SDP x (1-RU) / DB] - N
•An la surface artificialisée nette chaque année
•SDP la surface de plancher construite chaque
année,
•RU le taux de renouvellement urbain,
•DB la densité bâtie des constructions
artificialisantes,
•N les surfaces renaturées.
Cette équation permet d’envisager d’un point de vue
théorique des leviers susceptibles de conduire au « zéro
artificialisation nette ».
Modèle économétrique et prospective de la
construction
Compte-tenu de la relation décrite précédemment, les
trajectoires de surface artificialisée chaque année
dépendent en première instance des trajectoires de
surface de plancher commencées.
En nous basant sur un échantillon de 26 000 communes
métropolitaines [8] (données Sit@del2), nous avons mis
au point un modèle économétrique afin de lier à échelle
communale la surface de plancher commencée entre 2007
et 2015 avec des variables démographiques, économiques
et géographiques. À partir d’hypothèses de projection sur
les données démographiques et économiques à l’échelle
communale, ce modèle permet d’estimer la surface de
plancher commencée par commune sur la période 2016 –
2050.
Quelques exemples de scénarios de consommation
d’ENAF
En combinant les hypothèses sur l’évolution future des
surfaces de plancher construites, sur le renouvellement
urbain et sur la densité bâtie, l’équation ci-dessus nous
permet d’établir des trajectoires théoriques de
consommation d’ENAF. La figure 7 présente cinq
scénarios théoriques que nous avons retenus pour illustrer
l’incidence de la variation de ces indicateurs sur une
trajectoire de consommation d’ENAF de référence :
•Le scénario « Tendanciel » repose sur la
trajectoire prospective de la construction en
surface de plancher issue de notre modèle
économétrique lorsque les variables explicatives
évoluent à leurs rythmes actuels ; il suppose que
RU et DB sont maintenues à leurs niveaux
actuels estimés (2015) soit respectivement :
42 % pour le taux de RU et 0,15 de densité
bâtie ;
•Le scénario Logements Vacants (LV) présente
une trajectoire de construction où la part des
logements vacants dans le parc immobilier
national est ramenée de 8 % à 6 % en 2030 [9],
réduisant ainsi les besoins de construction ; RU
et DB restent constants à leurs niveaux actuels
estimés (2015) sur la chronique ;
•Le scénario Logements vacants &
Renouvellement Urbain (LV+RU) combine la
trajectoire de construction du scénario précédent
avec un taux de renouvellement urbain moyen
qui passe de 42 % en 2015 à 70 % en 2050 ;
•Le scénario Logements vacants & Densité
bâtie (LV+DB), combine le scénario logement
vacant avec un triplement de la densité bâtie des
constructions artificialisantes entre 2015 et 2050
(de 0,15 à 0,45) ;
•Le scénario zéro artificialisation nette (ZAN)
combine les hypothèses de réduction de la
vacance, d’augmentation du Renouvellement
Urbain et de la Densité Bâtie explicitées
précédemment avec des hypothèses sur
l’augmentation de la renaturation.
En fin de compte, l’atteinte du zéro artificialisation nette
dépendra de l’effort réalisé dans toutes les dimensions de
la construction évoquées. En particulier, si l’effort de
désartificialisation n’est pas explicitement présenté dans la
modélisation, les chiffres de surfaces NAF consommées
en 2050 dans les différents scenarii donnent un ordre de
grandeur des opérations de renaturation qu’il conviendrait
de déployer (de l’ordre de 3 000 ha / an dans le scénario
ZAN) pour atteindre cet objectif.
Trajectoires vers l’objectif « zéro artificialisation nette », éléments de méthode
Où :
UN EXERCICE POUR DÉBATTRE EN AMONT DES
LEVIERS POLITIQUES ET DE LEURS IMPACTS
Cette étude prospective ne vise pas à établir des
prédictions précises de l’évolution de la consommation des
ENAF, mais plutôt à explorer des ordres de grandeurs des
effets respectifs de l’évolution des indicateurs de
consommation d’espace retenus, et donc à apporter un
éclairage sur le niveau d’effort à fournir pour atteindre
l’objectif zéro artificialisation nette.
Les débats à venir sur l’objectif « zéro artificialisation
nette » devront se baser sur une estimation prospective
des flux physiques pour permettre une évaluation ex-ante
des coûts et bénéfices de différentes trajectoires de
maîtrise de l’artificialisation des sols et des instruments de
politiques publiques à mettre en œuvre pour les atteindre.
Les politiques publiques peuvent recourir à deux grandes
familles d’outils afin d’orienter le choix des acteurs
impliqués dans la chaîne de valeur de la construction pour
les faire évoluer en conformité avec ces trajectoires :
•Les outils réglementaires : planification, règles et
documents d’urbanisme ; obligation de
compensation de l’artificialisation par la
renaturation.
•Les outils économiques : modulation de la taxe
d’aménagement en fonction de l’impact d’une
opération sur l’artificialisation ; renchérissement
des prix du foncier agricole …
Sur le court terme, quel que soit le levier mobilisé,
renoncer à l’artificialisation est généralement perçu comme
un surcoût pour l’aménageur, le ménage ou l’entreprise.
Réduire la surface de son logement ou de son local
commercial est associé à une perte de confort. Réhabiliter
des terrains artificialisés ou densifier des constructions
existantes est souvent plus complexe et onéreux que de
construire sur un terrain vierge. Augmenter la densité bâtie
des constructions neuves semble aller à l’encontre des
aspirations qui conduisent les ménages à s’installer dans
le périurbain [10]. Pour autant, une vision positive,
désirable, de la densité peut être développée dans le
cadre d’une dynamique de prise de conscience collective.
Enfin, renaturer un site artificialisé est une opération qui
s’accompagne d’importants défis techniques et
économiques qui sont, à l’heure actuelle, largement
irrésolus. Un inventaire de ces différents leviers et une
évaluation de leurs coûts est nécessaire pour estimer le
niveau d’effort associé à la lutte contre l’artificialisation.
Ces surcoûts éventuels sont à considérer au regard des
bénéfices de la lutte contre l’artificialisation. Ceux-ci sont
potentiellement de natures diverses : préservation des
services écosystémiques et de la biodiversité, réduction
des distances domicile-travail, économie d’énergie et des
coûts d’aménagements, résilience face aux risques
d’inondation… Selon les contextes locaux et la profondeur
des opérations de renaturation, ces bénéfices sont donc
environnementaux, économiques et sociaux. Bien qu’ils
soient probablement considérables, il est moins aisé d’en
chiffrer précisément l’impact, notamment à des échelles
Trajectoires vers l’objectif « zéro artificialisation nette », éléments de méthode
Figure 7 - Scénarii illustratifs théoriques de trajectoires de consommation d’espaces NAF par le secteur de la construction
Source : CGDD
Précautions de lecture : ces simulations sont indicatives et ne permettent pas d’établir une hiérarchie des performances des différentes solutions
car les hypothèses faites sur l’ampleur de l’évolution des paramètres ont un effet quantitatif prépondérant à celui du type de solution qui est testé.
locales. Cela réaffirme l’importance d’un exercice de
valorisation des services écosystémiques rendus par
différents types d’ENAF. Si elle existait cette « valeur
d’action pour l’environnement » contribuerait à faciliter et
systématiser les analyses coût-bénéfices rigoureuses à
même de mieux informer les projets d’investissements et
d’aménagement de l’espace [11]. C’est le sens des travaux
menés actuellement par la plateforme EFESE [12].
UN EXERCICE DE SIMULATION À AMÉLIORER
PROGRESSIVEMENT
Le modèle prospectif présenté ici constitue la première
pierre d’un exercice qui devra être étoffé et consolidé dans
la durée. Pour aller au-delà de ce stade, encore
rudimentaire et théorique, il faudra améliorer le système
d’observation de l’artificialisation, ses exploitations et
analyses et bâtir progressivement un nouveau corpus de
connaissances sur ce sujet complexe. À titre d’exemple, la
mesure de la construction, actuellement effectuée à partir
de la base Sit@del2, reste partielle et mériterait d’être
complétée. Des mesures plus précises et plus fiables des
indicateurs de renouvellement urbain et de densité bâtie
permettraient également de mieux valider le modèle. Les
retours d’expérience sur les actions mises en oeuvre
permettront de former progressivement des hypothèses
moins arbitraires et mieux informées, rendant mieux
compte des impacts à attendre des divers leviers d’action.
Rappelons également que cet exercice de modélisation
prospective concerne uniquement la consommation
d’ENAF induite par la construction de locaux résidentiels et
non-résidentiels.
Pour compléter l’analyse il conviendrait de mener un
exercice prospectif similaire sur la construction des
infrastructures de transport. En effet, d’après des
estimations du CEV [11] (à partir d’Agreste Primeur 2015),
les réseaux routiers seuls ont contribué à hauteur de 16 %
aux nouvelles surfaces artificialisées entre 2006 et 2014 et
24 % des nouvelles surfaces imperméabilisées sur la
même période. Les réseaux routiers constituent ainsi le
second poste de consommation d’ENAF après l’habitat
individuel.
Pour en savoir plus :
[1] France Stratégie, Fosse J. (2019) Objectif « zéro artificialisation nette » :
quels leviers pour protéger les sols ?
[2] CEREMA, Bocquet M. (2017). La consommation d’espace et ses
déterminants d’après les fichiers fonciers de la DGFIP
[3] CGDD (2017). La séquence « éviter, réduire et compenser », un dispositif
consolidé
[4] CGDD (2017). Objectif zéro artificialisation nette, éléments de diagnostic
[5] CEV (2019). Les instruments incitatifs pour la maîtrise de l ’artificialisation
des sols
[6] INSEE Références, Poulhes et al. (2017). Caractérisation des espaces
consommés par le bâti en France métropolitaine entre 2005 et 2013
[7] CEREMA, Bocquet M. (2019). Trajectoire nationale de l’artificialisation
[8] L’échantillon est représentatif sur le critère de la répartition des communes
selon le zonage en aire urbaine de l’INSEE. Seules les communes
dites « isolées » sont sous-représentées compte tenu du fait qu’elles
présentent plus souvent des données manquantes.
[9] INSEE Focus (2018). Le parc de logement en France au 1er janvier 2018
[10] Eric Charmes (2017). La revanche des villages
[11] La revue du CGDD (2015). Nature et richesse des nations
[12] Plateforme EFESE: https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr/levaluation-
francaise-des-ecosystemes-et-des-services-ecosystemiques
[13] CEV (2019). Les enjeux de l’artificialisation des sols
Directeur de la publication : Thomas Lesueur, Commissaire général au développement durable
Auteurs : Adam BAÏZ, Charles CLARON, Géraldine DUCOS, Rosanne LOGEART
Dépôt légal : oct. 2019
ISSN : 2555-7564
Commissariat général au développement durable
Service de l’économie, de l’évaluation et de l’intégration du
développement durable
Sous-direction de la mobilité et de l’aménagement
Tour Séquoia
92055 La Défense cedex
Courriel : ma . seei.cgdd@ecologique-solidaire.gouv.fr
www.ecologique-solidaire.gouv.fr
